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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bremsprüfung von Lastkraftwagen nach
den Merkmalen Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung einer
Bremsprüfung
nach den Merkmalen es Anspruchs 10.
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Die
Bremsanlagen für
Kraftfahrzeuge sind sicherheitsrelevante Anlagen und müssen deshalb
auf einwandfreie Funktion geprüft
werden. Diese ist für
einen LKW wesentlich schwieriger als für einen PKW, da die Bremsen
wesentlich komplexer arbeiten und im Regelfall mehrere Achsen vorgesehen
sind.
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Derzeit
werden Bremsen bei einem LKW in der Regel mit Hilfe von Rollenbremsprüfständen geprüft. Hierzu
fährt das
Fahrzeug mit der zu prüfenden
Achse in den Rollenprüfstand.
Während
der Fahrer das Bremsensystem bis zum Blockieren der Räder betätigt, wird
parallel der Einsteuerdruck Pm am Bremskraftpedal und der Zylinderdruck
Pz an der jeweiligen auf dem Rollenprüfstand ruhenden Achse über den
gesamten Zeitverlauf dokumentiert. Es werden alle Achsen der Reihe
nach geprüft.
Als Ergebnis wird die Bremskraft in Newton angezeigt, und es wird
die Bremskraftdifferenz und die erreichte Verzögerung errechnet. Ein ähnliches
Verfahren bzw. eine ähnliche
Vorrichtung sind aus der
DE
412 28 18 C2 bekannt, jedoch mit dem Unterschied, dass
dort die Zylinderdrücke
nicht gemessen werden.
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Diese
Art der Bremsprüfung
ist insofern nachteilig, als sie nicht einer Bremsung wie auf der
Straße entspricht,
da für
jede Achse die volle Bremskraft erreicht wird. Im übrigen ist
die Prüfung
sehr zeitaufwendig, da jede Achse einzeln geprüft werden muss und für manche
Spezialfahrzeuge, beispielsweise solche mit Permanentantrieb, ist
eine Bremsprüfung überhaupt
nur mit Leerlaufrollen möglich
und auch dann besonders kompliziert aufgrund der Vielzahl von möglichen
Radabständen
zwischen den Rädern
der einzelnen Achsen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsprüfung bei
LKWs wirtschaftlich, d.h. schnell und weitestgehend automatisch
durchzuführen,
und bei der Durchführung
dieser Bremsprüfung Prüfergebnisse
zu erreichen, welche mit dem Funktionieren der Bremsen im Straßenalltag
vereinbar und vergleichbar sind und Rückschlüsse über Fehler im Bremsverhalten
des gesamten Fahrzeuges erlauben. Außerdem soll die Vorrichtung
zur Durchführung
dieser Bremsprüfung
kostengünstig
und funktionssicher sein und zudem zuverlässige Messwerte liefern.
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
wird verfahrensmäßig ein
Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, welches sich dadurch
auszeichnet, dass die Bremsprüfung
auf einem an sich bekannten Plattenprüfstand durchgeführt wird,
und dass die Signale der Messeinrichtung für einen Wert, der dem Einsteuerdruck oder
der auf das Bremspedal ausgeübten
Bremskraft entspricht, und/oder der Zylinderdruckmesssensoren über Funkeinrichtungen
an das Anzeigegerät übermittelt
werden.
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Zur
Durchführung
des Verfahrens wird eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
vorgesehen, die sich dadurch auszeichnet, dass ein an sich bekannter
Plattenprüfstand
mit Messsensoren vorgesehen ist, und zwar in einer Länge und
Breite, welche ausreicht, um die vorgesehene Anzahl von vorderen
und/oder hinteren Achsen gleichzeitig auf der Prüfplatte anzuordnen, und dass
die Signale der Messeinrichtung und/oder der Zylinderdruck-Messsensoren über Funkeinrichtungen
an das Anzeigegerät übermittelbar
sind.
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Es
wird also ein für
PKW-Bremsprüfungen
an sich bekannter Plattenprüfstand,
beispielsweise ein Plattenprüfstand
der Firma Sherpa verwendet, wobei der Plattenprüfstand lediglich in seinen
Abmessungen an die Gegebenheiten einer LKW-Bremsprüfung angepasst
ist. Das heißt,
dass die Länge
und Breite der Prüfplatten auf
die Größe von einer
Mehrzahl von LKW-Achsen angepasst werden muss, so dass beispielsweise
die linken und rechten Prüfplatten
jeweils Abmessungen von 4200 mm Länge und 900 mm Breite aufweisen
können. Darüber hinaus
müssen
die Prüfplatten
so ausgeführt
sein, dass sie im Stande sind, das Gewicht eines LKWs bzw. des vorderen
Teils eines LKWs oder des hinteren Teils eines LKWs zu tragen. Die
gesamte Mechanik und Elektronik bleibt jedoch die gleiche wie bei
einem PKW-Bremsprüfstand,
nur müssen
die Sensoren eventuell mit anderen Messbereichen ausgestattet werden.
Bei Plattenprüfständen der
Firma Sherpa werden die umliegenden Prüfplatten auf Kugeln gelagert,
und es werden die Bremskräfte,
die von den Rädern
des PKWs bzw. des LKWs auf diesen ausgeübt werden, über die Messsensoren für die linke
und rechte Seite getrennt ermittelt. Eine im Plattenprüfstand integrierte
Waage, die auch bei einer PKW-Bremsprüfung an sich bekannt ist, erfasst
das Fahrzeuggewicht.
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Ein
Plattenprüfstand
für die
Prüfung
von Bremsen ist im Übrigen
aus der
US 5,306,636
A bekannt. Dort werden weder der Einsteuerdruck, noch die
Pedalkraft, noch der Zylinderdruck gemessen, sondern lediglich die
zwischen den Platten des Plattenprüfstandes und den Rädern ausgeübten Bremskräfte.
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Im
Unterschied zu einer Bremsprüfung
bei einem PKW, werden aber bei einer LKW-Bremsprüfung Drucksensoren vorgesehen,
um sowohl den Einsteuerdruck Pm als auch die Zylinderdrücke Pz für jede Achse zu
ermitteln, wobei erfindungsgemäß die ermittelten
Werte per Funk an das eine Anzeige aufweisende Auswertungsgerät übermittelt
werden. Auch die Gewichtssignale der integrierten Waage können per
Funk an das Auswertegerät übermittelt
werden.
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Anstelle
des Einsteuerdruckes Pm kann auch der Pedaldruck Pd, das heißt die Kraft,
die vom Fahrer auf das Bremspedal ausgeübt wird, erfasst werden, wobei
auch dieser Wert per Funk, beispielsweise als Infrarotsignal, an
das Auswertegerät übertragen
werden kann.
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Die
Anzeige wird vorzugsweise als Bildschirmanzeige realisiert und kann
entweder neben dem LKW oder aber vorzugsweise in der Fahrerkabine
des LKWs angeordnet werden. Diese Bildschirmanzeige führt den Fahrer
bei der Durchführung
der Bremsprüfung
und zeigt ihm auch die Ergebnisse der Prüfung. Die Übertragung der Prüfwerte erfolgt
vorzugsweise per Funkmodul zeitgleich zur Prüfung.
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Besondere
Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend näher
erläutert
unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele,
die in der Zeichnung gezeigt sind. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines LKWs in Seitenansicht, wobei die
hinteren Räder
des Sattelanhängers
gerade auf dem Plattenprüfstand
rollen, und
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2 eine
mögliche
Anzeige der ermittelten Bremswerte.
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Der
in 1 dargestellte LKW 10 befindet sich in
einer Fahrt in Pfeilrichtung 12 über einen Plattenprüfstand 14,
der in dem Boden 16 einer LKW-Werkstatt eingebaut ist.
Wie üblich
bei Plattenprüfständen, sind linke
und rechte Prüfplatten
vorgesehen, von denen in der 1 lediglich
die linke Prüfplatte
ersichtlich ist.
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Der
hier zu prüfende
LKW besteht aus einem Zugfahrzeug 18 und einem Sattelanhänger 20.
Das Zugfahrzeug 18 hat eine gelenkte Vorderachse mit zwei
Rädern 22,
von denen lediglich das linke Rad in der 1 ersichtlich
ist, und zwei Hinterachsen 24 und 26. D.h., der
LKW hat drei vordere Achsen.
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Der
Sattelanhänger,
der in seinem vorderen Teil bei 28 schwenkbar am Traktorfahrzeug 18 angelenkt ist,
hat drei hintere Achsen 30, 32 und 34.
Das heißt
der LKW hier hat insgesamt drei hintere Achsen.
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Obwohl
in der Darstellung der 1 die drei hinteren Achsen 30, 32, 34 sich
auf den Platten des Plattenprüfstandes 14 befinden,
wurden zuvor die drei vorderen Achsen 22, 24, 26 über die
Platten des Plattenprüfstandes 14 gefahren,
und es ist bereits vom Fahrer eine Bremsprüfung bei der Überfahrt
der vorderen Achsen über
den Plattenprüfstand 14 durchgeführt worden.
Bei dieser Prüfung
hat der Fahrer kräftig
auf das Bremspedal 36 gedrückt, und es wurde der steigende
Einsteuerdruck Pm wie auch die Zylinderdrücke Pz1, Pz2 und Pz3 der Luftbremsen
der drei vorderen Achsen 22, 24 und 26 als
Funktion der Zeit ermittelt. Dies erfolgt über eine Messeinrichtung, welche
den Einsteuerdruck Pm mißt,
und durch Mess sensoren, welche die Zylinderdrücke Pz1, Pz2 und Pz3 der drei
vorderen Achsen ermitteln.
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Vor
dieser Prüfung
ist die entsprechende Messeinrichtung bzw. sind die entsprechenden
Messsensoren an vorgesehenen Stellen in der Bremsanlage des Zugfahrzeuges 18 eingesetzt
worden. Entsprechende weitere Messsensoren für die Zylinderdrücke Pz4,
Pz5 und Pz6 der hinteren Achsen 30, 32, 34 sind
in der mit der Bremsanlage des Zugfahrzeuges 18 gekoppelten
Bremsanlage des Sattelanhängers 20 eingesetzt
worden. Die Messsignale werden durch Ausbildung der der Messeinrichtung
bzw. Messsensoren als Funkeinrichtungen per Funk an das Auswerte-
bzw. Anzeigegerät 38 übertragen.
Es wäre
auch denkbar, dass die Messeinrichtung bzw. die entsprechenden Sensoren
permanent im LKW integriert sind, dies wäre jedoch wahrscheinlich relativ
teuer und sowieso bei den vielen LKWs, die sich bereits in Gebrauch
befinden, wenigstens derzeit nicht vorhanden.
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Aufgrund
der gegebenen definitiven Länge
des Plattenprüfstandes
ist es wichtig, dass der Fahrer die Bremsung rechtzeitig einleitet.
Zu diesem Zweck kann er beispielsweise von einem Kollegen ein entsprechendes
Handsignal erhalten oder es kann beispielsweise an einer geeigneten
Stelle eine Lichtschranke (nicht gezeigt) in der Werkstatt eingebaut
werden, welche ein Signal für
den Fahrer erzeugt, beispielsweise in Form eines Ampelsignals, das
zum Zeitpunkt der Einleitung der Bremsbewegung von grün auf rot
wechselt. Eine zweite Lichtschranke (ebenfalls nicht gezeigt) zeigt
dem Fahrer dann an, wenn er bei der Prüfung der hinteren Achsen 30, 32, 34 die
Bremsung einleiten soll.
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Während einer
Bremsprüfung
fährt der
LKW mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 10 km/h auf die Prüfplatten.
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Wie
bereits erläutert,
findet eine erste Bremsprüfung
statt mit den vorderen Achsen auf dem Prüfstand 14. Die DMS-Sensoren
im Plattenprüfstand
erfassen die gesamten Bremskräfte
(Σ-Bremskräfte aller
Räder), jeweils
für links
und rechts getrennt. Die Drucksensoren erfassen während des
Prüfvorganges
parallel den Druckverlauf der Bremskraftzylinder für jede Achse
und den Einsteuerdruck Pm oder den Pedaldruck Pd. Es ist auch möglich, falls
erwünscht,
den Druckverlauf als Funktion der Zeit zu ermitteln, was ohne weiteres
mittels der Uhr möglich
ist, welche im Rechnerteil des Auswertegerätes eingebaut ist.
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Nach
der Durchführung
der Bremsprüfung
für die
vorderen Achsen 22, 24, 26, wird die
Bremsprüfung für die hinteren
Achsen 30, 32 und 34 durchgeführt.
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Falls
es für
den Fahrer schwierig ist, die zweite Bremsprüfung so schnell nach der ersten
Bremsprüfung
durchzuführen,
so kann der LKW erneut über
den Plattenprüfstand
gefahren werden und die Bremsprüfung
nur für
die hinteren Achsen 30, 32, 34 durchgeführt werden.
Auch hier werden die gleichen Signale gemessen wie für die vorderen
Achsen.
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Das
Fahrzeuggewicht kann wahlweise manuell oder per Fernbedienung in
das Auswertegerät
eingegeben oder vom Plattenprüfstand
erfasst werden, was im Regelfall sinnvoller sein wird, da dann der
beladene Zustand des LKWs mit berücksichtigt werden kann.
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Es
sind zwei verschiedene Möglichkeiten
gegeben, das Fahrzeuggewicht mittels des Plattenprüfstandes
zu ermitteln. Die eine Möglichkeit
besteht darin, das Gewicht statisch zu ermitteln, die andere Möglichkeit, das
Gewicht dynamisch während
der Überfahrt
festzustellen.
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Bei
der statischen Prüfung
fährt der
LKW erst mit den vorderen Achsen 22, 24, 26 auf
den Plattenprüfstand,
und es wird das Gewicht des vorderen Teils des LKWs gemessen. Dann
werden die hinteren Achsen 30, 32, 34 über dem
Plattenprüfstand
positioniert, und es wird das Gewicht des hinteren Teils des LKWs
gemessen. Das Gesamtgewicht entspricht der Summe der Gewichte des
vorderen und hinteren Teils.
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Bei
der dynamischen Auswertung wird das Gewicht, wie bereits gesagt,
während
der Überfahrt
ermittelt.
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Die
Datenaufbereitung und Auswertung kann in verschiedener Art und Weise
erfolgen. Ein Wert von besonderem Interesse ist die Bremskraftdifferenz,
und diese wird in Prozent angezeigt, und zwar vorzugsweise jeweils
für die
vorderen und hinteren Achsen getrennt.
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Aufgrund
der ermittelten Bremskraftwerte bei der Überfahrt der vorderen Achse
auf dem Plattenprüfstand
wird die Summe der Bremskräfte
links und die Summe der Bremskräfte
rechts auf die jeweiligen Platten des Plattenprüfstandes gemessen, und es wird
folgende Gleichung gebildet: Σ Bremskräfte links (Newton) – Σ Bremskräfte rechts (Newton)Σ (Bremskraft links in Newton + rechts in Newton) × 100 =
Bremskraftdiff. in %
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Für diese
Ermittlung werden die jeweils höchsten
Werte der Bremskräfte
links und rechts verwendet.
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Ist
die Bremskraftdifferenz hoch, so zeigt dies, dass etwas mit der
Bremsanlage nicht in Ordnung ist, und dass bei einer Vollbremsung
auf der Straße
die Gefahr besteht, dass das Fahrzeug nach links oder rechts zieht.
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Wenn
man den Verlauf der Bremskräfte
links und rechts als Funktion der Zeit auf dem Bildschirm der Anzeige
betrachtet, so könnte
man aus diesem zeitlichen Verlauf sehen, ob die Bremswirkung auf
beiden Seiten zur gleichen Zeit eintritt. Hieraus wird eine Steifgängigkeit
der Bremsen auf der einen oder anderen Seite ersichtlich.
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Ein
weiterer Bremswert, der von Interesse ist, ist die sogenannte Abbremsung.
Hier werden die Gesamtbremskräfte
in Newton in ein Verhältnis
zum Gewicht des Fahrzeuges mal die Schwerkraftbeschleunigung gesetzt.
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Die
Abbremsung in Prozent beträgt
nämlich:
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Aus
dieser Abbremsung kann gesehen werden, ob der vom Gesetzgeber vorgegebene
Wert eingehalten wird.
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Es
besteht auch die Möglichkeit,
das Bremsverhältnis,
zum Beispiel vom Zugfahrzeug zum Hängerfahrzeug, zu ermitteln.
Um diese Ermittlung durchzuführen,
wird folgende Gleichung gebildet: Σ Bremskräfte Zugfahrzeug in NewtonΣ Bremskraft Gesamt in Newton = Bremskraft
in % von 100 Fahrzeug
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Auch
hier werden die Spitzenbremskraftwerte sowohl für die vorderen Achsen als auch
für die
hinteren Achsen verwendet. Dieser Wert gilt natürlich für das Zugfahrzeug. Für das Hängerfahrzeug
gilt eine ähnliche Gleichung,
nämlich: Σ Bremskräfte Hänger in NewtonΣ Bremskräfte Gesamt in Newton = Bremskraft in % von 100 Hänger
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Auch
hier kann ein Vergleich durchgeführt
werden, ob die vom Gesetzgeber vorgesehenen Werte eingehalten werden.
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Mit
den ermittelten Werten sind verschiedene sinnvolle Auswertungen
möglich,
nämlich
| Bremskraft | über die
Zeit (sec)
über
die Pedalkraft (N)
über
den Einsteuerdruck (bar) |
| Abbremsung | über die
Zeit (sec)
über
die Pedalkraft (N)
über
den Einsteuerdruck (bar) |
| Bremskraftdifferenz | über die
Zeit (sec)
über
die Pedalkraft (N)
über
den Einsteuerdruck (bar) |
| Bremskraftzylinderdrücke | über die Zeit (sec)
über die
Pedalkraft (N)
über
den Einsteuerdruck (bar) |
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Die 2 zeigt
als Beispiel den Bremskraftverlauf F in Newton als Ordinate als
Funktion der Zeit in Sekunden als Abszisse, und zwar überlagert getrennt
für die
vorderen und hinteren Achsen, wobei der zeitliche Verlauf jeweils
von der Einleitung der Bremsung durch den Fahrer aufgenommen wird
und die Überlagerung der
zwei Verläufe
vom Auswertegerät
durchgeführt
wird.
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Unterhalb
der ermittelten Verläufe
sind die einzelnen Brems werte in Tabellenform ausgedrückt, und zwar
gesamthaft für
die vorderen Achsen 22, 24, 26 und die
hinteren Achsen 30, 32, 34 wie auch für die Handbremse,
deren Bremswirkung durch eine getrennte Bremsprüfung auf dem Plattenprüfstand 14 ermittelt
werden kann. Die Tabellenwerte stellen jeweils fünf Werte im Bereich des aufsteigenden
Asts der Bremskurve dar und hören
jeweils mit dem Spitzenwert auf.
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Alle
Werte werden im Speicher des Auswertegerätes gespeichert und können auf
Wunsch als Prüfprotokoll
ausgedruckt werden, wobei dann eine Vielzahl von verschiedenen Verläufen aufgezeichnet
werden kann, woraus die Werkstatt dann die notwendigen Schlüsse ziehen
kann. Auch bietet das Prüfprotokoll
eine wichtige Unterlage bei einer späteren Unfalluntersuchung, da
es eine umfassende Dokumentation über die Funktionsfähigkeit
der Bremsanlage bei der letzten Bremsprüfung darstellt. Das Auswertungs-
und Anzeigegerät 38 muss
nicht unbedingt in der Fahrerkabine untergebracht werden, sondern
könnte
an einer Stelle außerhalb
des Fahrzeuges in der Werkstatt vorgesehen werden. Es wäre auch
denkbar, das Auswertegerät
vom Anzeigegerät
zu trennen und die Auswertung außerhalb des Fahrzeuges durchzuführen und
dann nur die anzuzeigenden Werte an das Anzeigegerät im Fahrzeug
zu übertragen,
beispielsweise per Funk oder in Form eines Infrarotsignals. Der
Vorteil der Anzeige in der Fahrerkabine liegt einfach darin, dass
der Fahrer, der normalerweise zum Werkstattestpersonal gehört, sofort
sehen kann, ob seine Bremsprüfung
richtig durchgeführt ist
oder eventuell aus irgendeinem Grund, beispielsweise zu späte Bremsung,
als Fehlprüfung
eingestuft werden muß.
Im letzten Fall kann er ohne weitere Verzögerung zu einer erneuten Prüfung fortschreiten,
ohne zunächst
aus seiner Kabine aussteigen zu müssen und zum Anzeigegerät zu gehen
bzw. ohne dass ein Kollege ihn über
den Verlauf der Bremsprüfung
unterrichten muß.
